Деление клетки

Жизненный цикл паразитических круглых червей

Окончательные и промежуточные хозяева

Геогельминты

Геогельминты – это паразиты, которые размножаются прямым путем, без промежуточных хозяев. Их яйца обязательно должны попасть во внешнюю среду. Примеры таких паразитов: аскарида человеческая, власоглав. Они обитают в просвете кишки и размножаются яйцами, которые выводятся с фекалиями и развиваются далее в почве.

Заражение человека в основном происходит при проглатывании яиц или личинок с продуктами, загрязненными почвой.

Биогельминты

Биогельминты – это паразиты, которые развиваются с участием двух или более организмов и не выходят во внешнюю среду. Примером таких паразитов являются трихинелла, ришта. Половозрелые особи этих паразитов обитают в тонком кишечнике, где они спариваются. Появившиеся личинки мигрируют в скелетные мышцы, где обрастают капсулой.

Заражение плотоядных животных происходит при поедании больных животных. В желудке личинки высвобождаются, проникают в тонкую кишку и превращаются в половозрелую особь.

Цитоплазматический скелет

Цитоплазматический скелет – это структура внутри клетки, которая обеспечивает ей форму и участвует в ряде важных процессов.

Строение и функции

В составе цитоплазматического скелета каждая актиновая нить прикрепляется к цепочке из нескольких молекул белка полосы 4.1. Актиновые нити вместе с гетеродимерами спектрина и глобулярным белком полосы 4.1 образуют цитоплазматический скелет, который через анкирин связан с интегральным белком полосы 3.

Функции цитоплазматического скелета включают:

• Механическую функцию
• Участие в ряде регуляторных процессов, включая передачу сигналов

Важно понимать, что цитоплазматический скелет играет ключевую роль в обеспечении структуры и функции клетки.

Цитоскелет: чем он является и какие функции выполняет

Цитоскелет, или внутриклеточный цитоплазматический скелет, играет важную роль в клеточной структуре и функции. Он представляет собой сложную трехмерную сеть микрофиламентов, промежуточных фибрилл и микротрубочек, которые обеспечивают механическую поддержку и участвуют во многих процессах в клетке.

Микротрубочки

Микротрубочки представляют собой полые цилиндры с диаметром около 25 нм. Их стенки составлены из 13 протофиламентов, каждый из которых является линейным полимером белка тубулина. Димер микротрубочек состоит из двух субъединиц – альфа- и бета-форм тубулина.

Функции микротрубочек включают регулирование расхождения хроматид или хромосом в процессе клеточного деления, а также их участие в перемещении различных клеточных органелл.

Микрофиламенты

Микрофиламенты имеют диаметр около 7 нм и представляют собой две цепочки мономеров актина, закрученные в спираль. Они часто сосредоточены у внешней мембраны клетки.

Функции микрофиламентов включают поддержание формы клетки, образование выступов на поверхности клетки (например, псевдоподии и микроворсинки), участие в межклеточном взаимодействии и передаче сигналов, а также их роль в мышечном сокращении вместе с миозином.

Промежуточные филаменты

Промежуточные филаменты напоминают канат и имеют толщину около 8-10 нм. Они состоят из фибриллярных мономеров и локализуются преимущественно в околоядерной зоне клетки и в пучках фибрилл, отходящих к периферии клеток. Промежуточные филаменты встречаются во всех типах клеток животных.

Промежуточные филаменты включают 4 типа белков:

1. Кератины, встречающиеся в эпителиальных клетках.
2. Виментин, десмин и периферин, характерные для различных типов клеток.
3. Белки нейрофиламентов, обнаруженные в аксонах нервных клеток.
4. Белки ядерной ламины.

Функции промежуточных филаментов заключаются в служении опорной системой для клеток, подвергающихся физическим воздействиям.

Итак, цитоскелет играет ключевую роль в поддержании структуры и функций клеток, обеспечивая им механическую поддержку и участвуя во многих биологических процессах.

Включения в клетке: разнообразие и функции

Классификация включений:

1. Трофические – включения, необходимые для питания клетки, такие как лецитин, гликоген, липиды.
2. Секреторные – гранулы, выделяющиеся клеткой, например, зимогенные гранулы в поджелудочной железе.
3. Экскреторные – включения, которые подлежат удалению из организма, например, мочевая кислота.
4. Пигментные – включения, придающие клетке окраску, такие как меланин, гемоглобин.

Функции мембранных органоидов эукариотической клетки

Мембранные органоиды являются важными структурными компонентами клетки, обеспечивающими ее жизнедеятельность. Вот некоторые из них:

Немембранные органоиды эукариотической клетки

Помимо мембранных органоидов, существуют и немембранные структуры в клетке, выполняющие различные функции. Некоторые из них включают:

• Рибосомы – место синтеза белков.
• Центриоли – участвуют в делении клетки.
• Цитоскелет – обеспечивает форму клетки и подвижность органоидов.
• Пероксисомы – участвуют в окислительных реакциях.

Все эти органоиды и включения в клетке работают совместно, обеспечивая нормальное функционирование клетки и организма в целом.

Эндоплазматическая сеть

Эндоплазматическая сеть (ЭПС) является важной мембранный системой внутри клетки, которая состоит из мешочков и трубочек, окруженных мембраной. Есть два типа грубой (со следами рибосом) и гладкой (без рибосом).

Строение

Грубая ЭПС имеет рибосомы на своей поверхности, что связано с синтезом белков. Она играет важную роль в процессе белкового синтеза. Гладкая ЭПС, в свою очередь, участвует в синтезе липидов и метаболизме углеводов.

Функции

• Синтез белков
• Синтез липидов
• Метаболизм углеводов
• Детоксикация

Эндоплазматическая сеть является ключевой органеллой в клетке, обеспечивая выполнение различных функций, необходимых для ее выживания и нормального функционирования.

Гранулярная (шероховатая) эндоплазматическая сеть (гранулярный ретикулум) — одномембранный органоид, представлен системой плоских мембранных цистерн. На наружной поверхности мембран расположены рибосомы, придающие ему гранулярный вид. Принимает участие в формировании пространственной (трёхмерной) структуры (укладки) вновь синтезированных белков и осуществляет посттрансляционный контроль качества белкаГладкая эндоплазматическая сеть (гладкий ретикулум) — одномембранный органоид, представлен системой анастомозирующих мембранных каналов, пузырьков и трубочек. Обеспечивает синтез липидов и стероидных гормонов, депонирует ионы кальция, обезвреживает некоторые токсические продукты (детоксикация).

1. Центросома. Веретено деления. Молекулярное строение и функция.

Центросома (клеточный центр) — немембранная структура, которая обычно находится рядом с ядром и играет важную роль в транспортировке хромосом при делении ядра клетки. Центросома включает две центриоли и перицентриольный матрикс (цитоплазма, содержащая молекулы тубулина). Центриоль имеет форму цилиндра диаметром 150 нм и длиной 500 нм; стенка цилиндра состоит из 9 триплетов микротрубочек. Растущие микротрубочки (-)-концами связаны с центросомой, а их (+)-концы в виде лучей радиально направлены в цитоплазму (астральные микротрубочки).Веретено деления — динамичная структура, которая образуется в митозе и мейозе для обеспечения сегрегации хромосом и деления клетки. Типичное веретено является биполярным — между двумя полюсами образуется веретенообразная система микротрубочек. Микротрубочки веретена присоединяются к кинетохорам хроматид в области центромер и обеспечивают движение хромосом по направлению к полюсам.Веретено образуют три основных структурных элемента: микротрубочки, полюса деления и хромосомы. В организации полюсов деления у животных участвуют центросомы, содержащие центриоли. Важную роль в формировании веретена играют моторные белки, относящиеся к семействам динеинов и кинезинов.

1. Митохондрии. Строение, функции.

1. Рибосомы. Строение, функции. Полирибосомы. Митохондриальные рибосомы.

Рибосома – немембранный двухсубъединичный (малая и большая субъединицы) органоид, состоящий из рРНК и белков. Рибосомы имеют сферическую или слегка эллипсоидную форму. Служит для биосинтеза белка из аминокислот. Рибосомы подразделяются на свободные и связанные с мембранами ЭПС и наружной ядерной мембраной. Свободные рибосомы синтезируют синтезируют белки для самой клетки, а связанные- на экспорт. Синтез рибосом у эукариот происходит в специальной внутриядерной структуре — ядрышке.Полисома, или полирибосома — несколько рибосом, одновременно транслирующих одну молекулу мРНК.Рибосомы митохондрий, или миторибосомы, ассоциированы с митохондриальным матриксом.

1. Комплекс Гольджи. Строение, функции.

Аппарат Гольджи — это система внутриклеточных мембранных структур: цистерн и пузырьков, в которых накапливаются вещества, синтезированные на мембранах ЭПС. Вещества доставляются в комплекс Гольджи в мембранных пузырьках, которые отшнуровываются от эндоплазматической сети и присоединяются к цистернам комплекса Гольджи. Здесь эти вещества претерпевают различные биохимические превращения, а затем снова упаковываются в мембранные пузырьки, и большая их часть транспортируется к цитоплазматической мембране. Мембрана пузырьков сливается с цитоплазматической мембраной, а содержимое выводится за пределы клетки посредством экзоцитоза.В комплексе Гольджи растительных клеток синтезируются полисахариды клеточной стенки (оболочки).Еще одна важная функция комплекса Гольджи — это образование лизосом.Комплекс Гольджи был открыт в 1898 г. итальянским гистологом Камилло Гольджи в нервных клетках.

1. Лизосомы. Пероксисомы. Строение, происхождение и функция.

Лизосомы – одномембранные структуры, образуются путем слияния перинуклеарных эндосом,содержащих лизосомные гидролазы и лизосомные мембранные белки, с везикулами, подлежащими деградации (периферической эндосомой, фагосомой или аутофагоцитозной вакуолью). – перинуклеарные эндосомы образуются при слиянии везикул, содержащие лизосомные гидролазы после их синтеза в гранулярной эпс и процессинга в комплексе Гольджи, и везикул, в мембрану которых встроены специфические лизосомные мембранные белки. – периферические эндосомы образуются в результате эндоцитоза. – мультивезикулярные тельца образуются при слиянии перинуклеарной и периферической эндосом. – фаголизосома образуется при слиянии перинуклеарной эндосомы и фагосомы. – аутофаголизосома образуется при слиянии перинуклеарной эндосомы и аутофагоцитозной вакуоли, содержащей подлежащие деградации эндогенные молекулы и органеллы. – остаточные тельца – лизосомы любого типа, содержащие непереваренный материал (липофусцин, гемосидерин) .Функция: катализ гидролитического (в водной среде) расщепления нуклеиновых кислот, белков, жиров, полисахаридов и мукополисахаридов, других химических соединений при низких значениях pH. В цитобиологических понятиях – внутриклеточное переваривание веществ и структур.Пероксисомы – одномембранные органеллы, пузырьки с электроноплотной сердцевиной. В составе мембраны органеллы находятся специфичные белки – пероксины, а в матриксе – более 40 ферментов, катализирующих анаболичиские (биосинтез желчных кислот, H2O3, зависимое дыхание, деградация ксенобиотиков) процессы.

1. Аксонема: молекулярное строение, роль в организации реснички и жгутика.

Аксонема – немембранная сократительная органелла – основной структурный элемент реснички и жгутика. Состоит из 9 периферических пар микротрубочек и двух расположенных центрально одиночных микротрубочек. Обладающий АТФазной активностью, белок динеин – компонент тубулин-динеинового хемомеханического преобразователя – входит в состав ручек, связанных с периферическими микротрубочками. Матрицей для организации аксонемы служит базальное тельце – аналог центриоли.

1. Молекулярные моторы. Акто-миозиновый, тубулин-динеиновый, тубулин-кинезиновый.

Молекулярные моторы – это АТФазы (динеины и кинезины), одним доменом связывающиеся с тубулином микротрубочек, а другим – с различными мембранными органеллами или макромолекулами. За счёт расщепления АТФ моторные белки перемещаются вдоль микротрубочек и таким образом транспортируют органеллы и макромолекулы.- В акто-миозиновом молекулярном моторе происходит расщепление АТФ при взаимодействии актина тонких нитей с головкой миозина, отходящей от миозиновой (толстой) нити.- Тубулин-динеиновый хемомеханический преобразователь отвечает за направленный транспорт макромолекул и органелл к (-)-концу микротрубочек. приводит в движение жгутик сперматозоида и реснички мерцательных клеток.- Тубулин-кинезиновый хемомеханический преобразователь обеспечивает внутриклеточный транспорт органелл и перемещение хромосом вдоль микротрубочек в ходе клеточного деления. Перемещение органелл вдоль микротрубочек с участием кинезинов осуществляется в направлении (+)-конца микротрубочек.

1. Макромолекулярные комплексы цитоплазмы: протеосомы, апоптосомы.

1. В гаплоидном наборе 38 хромосом, в соматической клетке (2n2с), в клетке кожи -76 хромосом и 76 молекул ДНК – хромосомы однохроматидные и имеют гомологичную пару (число хромосом равно числу молекул ДНК)

2. В анафазе митоза число хромосом – 152, число молекул ДНК 152Так как перед делением произошла репликация (удвоение) ДНК – число молекул ДНК увеличилось вдвое, число хромосом не изменилось, они стали двухроматидными – удвоенными (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – 2n4c)

В анафазу митоза двухроматидные хромосомы разделяются в районе центромер и к полюсам расходятся сестринские хроматиды, ставшие самостоятельными однохроматидными хромосомами. У полюсов хромосомы однохроматидные и имеют гомологичную пару, но оба полюса в одной клетке, поэтому число хромосом и молекул ДНК суммируется (4n4с в клетке – число хромосом равно числу молекул ДНК)

3. В телофазе митоза: число хромосом – 76, число молекул ДНК – 76, т.к. в дочерних клетках в результате телофазы хромосомы однохроматидные и имеют гомологичную пару (число хромосом равно числу молекул ДНК – 2n2c)

4. В соматических клетках (2n2c) 8 хромосом и 8 молекул ДНК – хромосомы однохроматидные и имеют гомологичную пару (число хромосом равно числу молекул ДНК)

5. В метафазу мейоза 1: число хромосом – 8 и число молекул ДНК – 16, т.к. перед делением происходит репликация (удвоение) молекул ДНК – число молекул ДНК удваивается, число хромосом не меняется, они становятся двухроматидными (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – 2n4с)

Клетки с таким набором вступают в деление. В метафазу число хромосом и молекул ДНК не меняется, хромосомы лишь меняют положение на экваториальное.

3. В метафазу мейоза 2: число хромосом – 4, число молекул ДНК – 8

4. Первое деление – редукционное, число хромосом и молекул ДНК уменьшается вдвое. В результате телофазы мейоза 1 в дочерних клетках – двухроматидные негомологичные хромосомы (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – n2с)

Между делениями не происходит репликации ДНК и клетки с таким набором вступают во 2 деление. В метафазу число хромосом и молекул ДНК не меняется, хромосомы лишь меняют положение на экваториальное

1. В соматической клетке (2n2с) – хромосомы однохроматидные и имеют гомологичную пару (число хромосом равно числу молекул ДНК)

2. В конце телофазы мейоза 1: число хромосом (n) – 1, число молекул ДНК (с) – 2

3. Перед делением происходит удвоение (репликация) молекул ДНК -Число молекул ДНК увеличивается вдвое, число хромосом не меняется, они становятся двухроматидными – удвоеннымии (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – 2n4c)

Первое деление мейоза – редукционное – т.е. число хромосом и молекул ДНК уменьшается вдвое, в результате телофазы в дочерние клетки попадают двухроматидные хромосомы, не имеющие гомологичной пары (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – n2c)

4. В анафазу мейоза 2: число хромосом (n) – 2, число молекул ДНК (с) – 2

5. Между делениями не происходит репликации ДНК и во второе деление мейоза вступают клетки с набором n2c. В результате анафазы двухроматидные хромосомы разделяются в районе центромер и сестринские хроматиды, которые становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами, расходятся к полюсам клетки. У полюсов хромосомы однохроматидные и не имеют гомологичной пары (nc), оба полюса в одной клетке (2n2c) – число хромосом равно числу молекул ДНК

6. В соматической клетке (2n2c) – 46 хромосом и 46 молекул ДНК – хромосомы однохроматидные и имеют гомологичную пару (число хромосом равно числу молекул ДНК)

7. В конце телофазы 1: число хромосом – 23 и число молекул ДНК – 46

8. Перед делением происходит репликация (удвоение) молекул ДНК – число молекул ДНК увеличивается вдвое, число хромосом не меняется, они становятся двухроматидными / удвоенными (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – 2n4с)

В результате первого деления мейоза происходит редукция – число хромосом и молекул ДНК уменьшается вдвое – в телофазу мейоза 1 гомологичные хромосомы расходятся по разным клеткам, в дочерних клетках хромосомы двухроматидные негомологичные (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – n2c)

4. В анафазе мейоза 2: число хромосом – 46 и число молекул ДНК – 46

5. Между 1 и 2 делениями мейоза не происходит удвоения молекул ДНК и клетки с набором n2c вступают во второе деление мейоза.

В анафазу двухроматидные хромосомы разделяются в районе центромер и к полюсам расходятся сестринские хроматиды, которые становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами

У полюсов – однохроматидные негомологичные хромосомы (nc), но суммарно в клетке с двух полюсов – 2n2с (число хромосом равно числу молекул ДНК)

1. В соматической клетке (2n2с) – число хромосом 18 число молекул ДНК 18 – хромосомы однохроматидные и имеют гомологичную пару (число хромосом равно числу молекул ДНК)

2. В конце мейоза 1: число хромосом – 9 и число молекул ДНК – 18

3. Перед делением (перед мейозом при образовании макроспоры) происходит репликация (удвоение) молекул ДНК – число молекул ДНК увеличивается вдвое, число хромосом не меняется, они становятся двухроматидными / удвоенными (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – 2n4с)

4. В конце мейоза 2: число хромосом – 9 и число молекул ДНК – 9

В результате телофазы мейоза 2 в дочерних клетках хромосомы однохроматидные и негомологичные (число хромосом равно числу молекул ДНК – nc)

1. Клетки ризоида – клетки гаметофита мха (гаплоидные, nc): число хромосом – 7 и число молекул ДНК – 7

Хромосомы однохроматидные, гомологичных нет – число хромосом равно числу молекул ДНК

2. В профазу митоза: число хромосом – 7 и число молекул ДНК – 14

3. Т.к. перед делением происходит репликация (удвоение) ДНК – число молекул ДНК удваивается, число хромосом не меняется – они становятся двухроматидными (удвоенными) – число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом

4. В анафазу митоза: число хромосом – 14 и число молекул ДНК – 14

5. Т.к. в анафазу происходит разделение двухроматидных хромосом в районе центромер и сестринские хроматиды, которые становятся самостоятельными хромосомами, расходятся к полюсам клетки

У полюсов хромосомы однохроматидные, гомологичных нет (nc), но оба полюса находятся в одной клетке (2n2c в клетке – число хромосом равно числу молекул ДНК)

1. Материнская клетка микроспор (2n2с) – клетка взрослого растения – спорофита – хромосомы однохроматидные и имеют гомологичную пару (число хромосом равно числу молекул ДНК)

2. Перед началом деления: число хромом (n)- 2 и число молекул ДНК (c) – 4

3. Перед делением происходит удвоение (репликация) молекул ДНК -число молекул ДНК увеличивается вдвое, число хромосом не меняется, они становятся двухроматидными / удвоенными (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – 2n4c)

4. В каждой клетке тетроды микроспор: число хромом (n) – 1 и число молекул ДНК (c) – 1

5. В результате мейоза при образовании микроспор производит редукция – уменьшение числа хромосом и молекул ДНК двое, в четырех дочерних клетках хромосомы однохроматидные и не имеют гомологичной пары (nc – число хромосом равно числу молекул ДНК)

6. Спорогоний – клетка спорогенной ткани спорангия – часть взрослого спорофита, клетки которого диплоидны (2n2c) – хромосомы однохроматидные и имеют гомологичную пару (число хромосом равно числу молекул ДНК)

7. В начале деления: число хромом (n) – 2 и число молекул ДНК (c) – 4

8. Перед делением происходит удвоение (репликация) молекул ДНК -число молекул ДНК увеличивается вдвое, число хромосом не меняется, они становятся двухроматидными – удвоенными (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – 2n4c)

9. После первого деления: число хромом (n) – 1 и число молекул ДНК (c) – 2

10. В результате первого деления мейоза происходит редукция – уменьшение числа хромосом и молекул ДНК двое, в дочерних клетках хромосомы двухроматидные и не имеют гомологичной пары (n2c -число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом)

11. В оогонии (2n2c) – хромосомы однохроматидные и имеют гомологичную пару (число хромосом равно числу молекул ДНК)

12. В ооците первого порядка (при образовании/в пресинтетическом периоде интерфазы): число хромом (n)- 2 и число молекул ДНК (c) – 2

13. Т.к. ооциты образуются путем митотического деления оогония.

При митозе число хромосом и число молекул ДНК сохраняется, дочерние клетки содержат однохроматидные хромосомы, имеющие гомологичную пару (число хромосом равно числу молекул ДНК)

6. В ооците первого порядка в конце синтетического периода интерфазы и в постсинтетическом периоде (перед мейозом): число хромом (n)- 2 и число молекул ДНК (c) – 4

7. Перед делением происходит удвоение (репликация) молекул ДНК -число молекул ДНК увеличивается вдвое, число хромосом не меняется, они становятся двухроматидными – удвоенными (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – 2n4c)

В кариотипе осла 62 хромосомы. Определите количество хромосом в клетке при овогенезе у самки в конце зоны размножения и в конце зоны созревания. Какие процессы происходят в этих зонах? 1) В конце зоны размножения в клетке – 62 хромосомы (диплоидный набор хромосом – 2n)2) Т.к. в зоне размножения исходно диплоидные клетки делятся митозом (хромосомный набор сохраняется)3) В конце зоны созревания в клетке – 31 хромосома (гаплоидный набор хромосом – n)4) Т.к. в зоне созревания исходно диплоидные клетки делятся мейозом (происходит редукция хромосомного набора, его уменьшение вдвое)Каковы значения этих процессов в овогенезе?5) Значение митоза: увеличение количества половых клеток / оогониев / ооцитов 1-го порядка / диплоидных / первичных половых (исходных) клеток 6) Значение мейоза: редукция числа хромосом (образование гаплоидных клеток), перекомбинация генов в процессе кроссинговера (обеспечение комбинативной изменчивости)

1. В ядре зиготы число хромосом – 44 (2n), количество молекул ДНК – 44 (2c)3) Т.к. зигота образовалась в результате слияния двух гаплоидных клеток с 22 хромосомами (n) и 22 ДНК (c)3) В клетке диплоидной самки после метафазы митоза наступает анафаза, в которую количество хромосом – 88 (4n), количество молекул ДНК – 88 (4c)4) Т.к. перед делением произошла репликация (удвоение) ДНК – число молекул ДНК увеличилось вдвое, число хромосом не изменилось, они стали двухроматидными – удвоенными (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – 2n4c). В анафазу митоза двухроматидные хромосомы разделяются в районе центромер и к полюсам расходятся сестринские хроматиды, которые становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами. У полюсов хромосомы однохроматидные и имеют гомологичную пару, но оба полюса в одной клетке, поэтому число хромосом и молекул ДНК суммируется (4n4с в клетке – число хромосом равно числу молекул ДНК)

Три типа клеточного деления. Слева — деление безъядерных клеток (прокариот)

Деление прокариотических клеток

Прокариотические клетки делятся надвое. Сначала клетка удлиняется. В ней образуется поперечная перегородка. Затем дочерние клетки расходятся.

Деление эукариотических клеток

Существует два основных способа деления ядра эукариотических клеток: митоз и мейоз. Кроме того, в некоторых случаях ядра делятся путём амитоза.

Амитоз, или прямое деление, — это деление интерфазного ядра путём перетяжки без образования веретена деления. Такое деление встречается у одноклеточных организмов. Амитоз — самый экономичный способ деления: энергетические затраты при нём весьма незначительны. К амитозу близко клеточное деление у прокариот. Бактериальная клетка содержит только одну, чаще всего кольцевую молекулу ДНК, прикрепленную к клеточной мембране. Перед делением клетки ДНК реплицируется и образуются две идентичные молекулы ДНК, каждая из которых также прикреплена к клеточной мембране. При делении клетки клеточная мембрана врастает между этими двумя молекулами ДНК, так что в конечном итоге в каждой дочерней клетке оказывается по одной идентичной молекуле ДНК. Такой процесс получил название прямого бинарного деления.

Подготовка к делению

Эукариотические клетки, имеющие ядра, начинают подготовку к делению на определённом этапе клеточного цикла — в интерфазе. Именно в период интерфазы в клетке происходит синтез белка, удваиваются все важнейшие структуры клетки. Вдоль исходной хромосомы синтезируется её точная копия, удваивается молекула ДНК. Удвоенная хромосома состоит из двух половинок — хроматид. Каждая из хроматид содержит одну молекулу ДНК. Интерфаза в клетках растений и животных в среднем продолжается 10-20 ч. Затем наступает процесс деления — митоз.

Основная статья: Митоз

Митоз (реже: кариокинез или непрямое деление) — деление ядра эукариотической клетки с сохранением числа хромосом. В отличие от мейоза, митотическое деление протекает без осложнений в клетках любой плоидности, поскольку не включает как необходимый этап конъюгацию хромосом в профазе.

Основная статья: Мейоз

Мейоз — это особый способ деления клеток, в результате которого происходит уменьшение числа хромосом вдвое в каждой дочерней клетке. Впервые он был описан Вальтером Флеммингом в 1882 году у животных и Эдуардом Страсбургером в 1888 году у растений. С помощью мейоза образуются гаметы. В результате редукции споры и половые клетки хромосомного набора получают в каждую гаплоидную спору и гамету по одной хромосоме из каждой пары хромосом, имеющихся в данной диплоидной клетке. В ходе дальнейшего процесса оплодотворения (слияния гамет) организм нового поколения получит опять диплоидный набор хромосом, то есть кариотип организмов данного вида в ряду поколений остается постоянным.

Деление тела клетки

В процессе деления тела эукариотной клетки (цитокинеза) происходит разделение цитоплазмы и органелл между новыми клетками и старыми.